조립의 자동화를 위해 가장 우선적으로 고려되어야할 조립에서의 기술적 사항은 조립될 대상들의 조립용이성에 대한 연구이다. 본 논문에서는 조립될 부품들의 조립용이성을 향상시키는 체계적인 부품 설계의 접근 방법과 조립 제품, 조립군 그리고 부품에 대해 여러 가지 조립 기능의 특성에 따라 부품의 설게원칙들이 구축되었다. 조립용이성은 기본적으로 조립의 주기능 수행 용이성과 부품의 취급용이성, 조립대상으로의 접근용이성 등에 의해 결정된다. 이러한 부품의 설계 원칙들이 제품 개발 초기단계에 이용됨으로써 조립에 소용되는 경비가 절감되고, 제품의 개발 기간이 단축될 수 있을 뿐만 아니라, 조립 자동화의 가능성도 높혀줄 수 있게 될 것이다.
조립제품을 생산하기 위해, 부품간의 조립순서를 결정하는 문제는 전체조립공정에 중대한 영향을 미치는 문제이다. 이때 부품간이 조립순서를 결정하기 위해서는 조립상태에 관한 정보가 필요하다. 따라서 효율적인 조립순서를 결정하기 위해서는 조립상태에 대한 효과적인 표현법이 필요하게 된다. 본 논문에서는 이러한 효과적인 조립정보의 표현법으로서 CCG를 제시한다. CCG는 Component Coupling Graph로서 부품간의 기하학적인 간섭관계에 대한 정보를 접근 방향별로 표현한 그래프이다. 이때 접근방향은 +x,-x,+y,-y,+z,-z의 여섯방향이다. 이 CCG를 이용하면 각 조립상태에 대한 분해가능한 부품을 논리적으로 추론해 낼 수 있게 된다. 부품간의 기하학적인 간섭관계는 coupling 개념을 이용하여 표현하게 되는데, coupling은 각 부품간의 방향별 거리를 나타낸다.
액체로켓엔진 조립을 위한 엔진 조립장이 국내에 구축되어야 하며 이에 대하여 국내의 사례가 없으므로 해외 엔진 조립장의 사례를 조사하였다. SNECMA, EADS, Rocketdyne 등의 조립장의 구조, 레이아웃, 청정설비, 크레인 등을 조사하였다. SNECMA 엔진조립장은 Vulcain 엔진의 대형엔진 조립라인 및 HM7, Vinci 엔진 등의 소형엔진 조립라인으로 구성되어 있다. 청정도는 코어 및 Subassembly 조립실은 100 K class 이며, 기타 나머지 조립공간은 300K class로 구축되어 있다. EADS의 엔진 조립장은 중앙에 연소기 부품을 가공하는 가공장비들이 배치된 하이베이 구역이 있으며, 이 하이베이 구역의 측면에 사무실, 측정실, 회의실 등의 로우베이 기능실들이 배치되어 있다. Rocketdyne 엔진 조립시설은 청정도 300K class이하의 엄격한 청정도 관리가 없는 것으로 보이며 치구형태의 개별 플랫폼을 사용하여 공간 활용을 효율적으로 할 수 있도록 하고 있다.
본 논문에서는 레고(LEGO®) 조립 설명서를 생성하기 위해 딥러닝을 이용한 조립 및 설명서 생성 시스템을 제안한다. 이 시스템은 사용자가 제공한 단일 이미지를 기반으로 레고 조립 설명서를 자동 생성한다. 해당 시스템은 딥러닝 기반 이미지 분할 기술을 활용하여 물체를 배경으로부터 분리하고 이를 통해 조립 설명서를 생성하는 과정을 포함하며, 조립을 위한 알고리즘을 새로 설계하였다. 이 시스템은 기존 레고 제품의 한계를 극복하고, 사용자에게 주어진 부품으로 다양한 모델을 자유롭게 조립할 수 있게 한다. 또한, 복잡한 레고 조립 과정을 간소화하고, 조립의 장벽을 낮추는 데 도움을 준다.
조립체를 표현하는 가장 간단한 방법은 각 부품의 좌표간의 변환 행렬을 이용하여 위 치와 방향을 정의하는 것이다. 이때 각 부품은 가공단계에서 발생한 형상 오차를 가질 수 있는데 그 형용영역은 설계단게에서 공차로 지정된다. 이러한 형상 오차나 공차를 갖는 부품들이 조립시 가질수 있는 위치와 방향의 허용영역을 구한여 조립성을 판단할 수 있다. 조립성이란 주워진 위치에서 조립이 가능한 가 하는것과 조립경로가 존재하는 가 하는 것 이다. 본 연구에서는 조립성 확인을 위하여 인터벌 수를 세분하는 방법의 인터벌 분석을 이용한다.
다양한 접합부간의 조립으로 구조를 이루게 되는 모듈러공법에서 현장설치단계의 모듈조립은 구조물의 구조적인 안정성 및 품질에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 매우 중요한 공정이다. 그러나 일반적으로 사용되는 수공구 또는 전동공구는 장시간 사용 시 생산성과 조립품질이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 이에 에어공구의 장점을 활용한 모듈러주택 전용 조립공구가 개발되었으나, 공구별 성능을 비교하여 성능을 비교 및 평가하는 실험적인 분석은 미흡하였다. 이에 본 연구는 모듈러주택 조립에 사용되는 기존 조립용 공구와 모듈조립용 에어공구를 현장에 적용하여 구조물의 조립품질과 생산성을 공구별로 측정하여 비교 분석 하였다. 그 결과, 기존 조립용 공구와 비교하여 모듈조립용 에어공구가 생산성 및 품질 측면에서 더 우수한 것으로 분석되었다.
유기박막트랜지스터는 각 박막계면의 접촉성에 따라 그 성능이 좌우 된다는 것은 널리 알려진 사실이다. 이 때문에 계면간의 접촉성 및 결함을 최소화 하고 효율적인 패턴 형성을 위해 자기조립단분자막의 이용이 최근에 많이 시도되고 있다. 고품질 자기조립단분자막의 제작을 위해 RCA 세척을 통해 웨이퍼 표면에 OH기를 도입 보다 완벽한 단분자막의 형성을 촉진 하였으며 패턴제작은수분이엄격이조절된환경에서 alkyilsilane과 aminosilane 자기조립단분자막을 각각 ${\mu}CP$과 용액공정을 통해 시도되었다. 이 과정에서 물리적 흡착이나 OH기 부족으로 생성된 결함을 보안하기 위하여 SC1용액을 사용 단순 물리흡착된 자기조립단분자 물질의 제거와 다시 OH기 도입 용액공정을 통해 자기조립단분자막 형성을 반복적으로 실시하였다. 그 결과 자기조립단분자막의 결함이 최소화 되었고 자기조립단분자막의 질에 따라 유기전극재료 증착 시 선택적인 성장 과 형성된 유기전극재료 층의 형상이 다르게 관찰 되었다. 이런 반복적인 용액공정을 통해 결함이 최소화된 고품질 자기조립단분자막은 박막계면 간 옴성접촉을 형성하여 유기박막트랜지스터 제작 시 성능 향상이 기대되어진다.
본 연구에서는 자동차 밸브 바디 (valve body) 나사의 조립 상태를 검지하고 조립 작업을 보조하기 위한 증강현실 (AR) 앱을 개발하고 테스트를 통해 유효성을 보인다. 조립할 나사의 조립 위치와 순서 및 조립 상황들을 표시하는 컨텐츠들을 생성한 후 스마트 폰 화면의 밸브 바디 영상 위에 정합하여, 조립 도중에 작업자에게 보여준다. 이를 위해, 밸브 바디의 2차원 이미지로부터 특징 데이터를 추출하고 밸브 바디의 포즈를 알아낸다. 밸브 바디 위의 각 나사들이 조립될 영역의 영상을 추출하고 주기적으로 해당 영역의 휘도를 판별하며, 밸브 바디 위의 정해진 위치에 순서에 따라 각 나사들이 조립되고 있는 지를 확인한다. 미조립 또는 조립 순서 오류 등 조립 에러가 검지되면 경고 음이 발생되어, 작업자가 스마트 폰 화면에서 즉시 조립 상태를 확인하고 에러를 처리할 수 있다. 테스트를 통해 5개 나사의 조립 상태를 검지하는데 약 65ms가 걸리고 1시간 동안 오류 없이 조립 상태가 검지되는 것을 확인했다.
전제제품 조립산업은 자동차 조립산업과 더불어 국내산업용 로봇 적용의 가장 큰 분야이다. 특히 우리나라의 전자제품 조립회사들의 특징으로서 대량생산을 들 수 있다. 국내 대표적인 전자제품 조립회사들의 수준은 현재 조립 자동화를 위한 1차 로봇 적용 단계를 지나 라인 합리화단계와 공장 정보통합화단계에 있다. 이와 더불어 난이도가 높은 공정의 로봇화가 완만히 진전되는 상 황으로 필자는 보고 있다. 이 원고에서는 우선 국내 기존 전자제품 조립공정에서의 로봇 응용 상황을 간단히 알아 본 후 앞으로 확장될 또는 확장되고 있는 몇 가지의 새로운 분야들에 관해 서술코자 한다.
최근의 소프트웨어 개발에서는 리팩토링이 일반적인 요소로서 활발하게 이용되고 있다. 리팩토링에 대한 관심이 높아지면서 리팩토링의 자동화와 리팩토링 재사용을 위한 조립에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 기존의 연구들에서는 리팩토링과 리팩토링 조립에 대해 선/후행조건을 각각 명세하고 있다. 하지만 리팩토링 조립의 경우에 대한 선/후행조건은 개별적인 리팩토링들의 선/후행조건들과 중복된 기능들이 대부분이며, 사용 가능한 리팩토링의 조립이 정적으로 고정되어 있음을 의미한다. 이에 본 연구에서는 리팩토링 조립의 경우가 고정되어 있지 않고 조립의 경우에 따른 선/후행조건의 추가적인 정의 없이 동적으로 다양하게 조립여부를 확인할 수 있도록 하고자 한다. 이를 위해 리팩토링의 동적 조립을 위한 전체 프레임워크를 제안하며 OCL 기반으로 리팩토링을 명세한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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